[發(fā)明專利]一種基于余熱深度回收的冷熱電三聯(lián)供復合供能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610205565.2
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105841396B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設計）人: 胡平放;李夢靜;雷飛;朱娜;江章寧;孫啟明;邢路;嚴磊;李博倫
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B27/02;F25B15/06;F02C6/00;F24H4/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 梁鵬

技術領域

本發(fā)明屬于能源利用相關技術領域，更具體地，涉及一種基于余熱深度回收的冷熱電三聯(lián)供復合供能系統(tǒng)。

背景技術

冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)是指以天然氣為主要燃料帶動燃氣發(fā)電設備運行，所產生的電力除了供應用戶的電力需求之外，系統(tǒng)發(fā)電后排出的余熱可通過余熱回收利用設備向用戶提供供熱和供冷功能。通過這種方式，可明顯提高整個系統(tǒng)的一次能源利用率，實現(xiàn)了能源的梯級利用；此外還能夠提供并網(wǎng)電力作能源互補，整個系統(tǒng)的經濟收益及效率均相應增加。

現(xiàn)有技術中已經提出了一些冷熱電三聯(lián)供方案。例如，CN20142064744.2中公開了一種耦合多種可再生能源的城市污水冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其能夠充分利用太陽能、風能和地熱能，并按照需求端變化實現(xiàn)兩種耦合模式，但該技術受制于太陽能和風能的條件，因此受到較大的局限。此外，CN201210142139.0公開了一種天然氣基分布式能源系統(tǒng)與地源熱泵耦合的復合系統(tǒng)，該系統(tǒng)可充分利用低溫煙氣并將其用作吸收式除濕，但該系統(tǒng)需要配置冰蓄冷裝置和并網(wǎng)裝置，并可能面臨電力上網(wǎng)困難的問題。相應地，本領域亟需作出進一步的研究和改進，以便更好地發(fā)揮冷熱電三聯(lián)供自身的供能優(yōu)勢，并對余熱實現(xiàn)更深層次的回收利用。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種基于余熱深度回收的冷熱電三聯(lián)供復合供能系統(tǒng)，其中通過對整體系統(tǒng)的體系構造重新進行設計，特別是對多個關鍵組件如溴化鋰吸收式熱泵機組、磁懸浮熱泵機組與高溫煙氣換熱器、煙氣冷凝換熱器之間的相互連接及設置方式作出改進，相應與現(xiàn)有技術相比，能夠在高效執(zhí)行對建筑物的供暖/供冷/供電功能的同時實現(xiàn)余熱深度回收，并具備結構緊湊、便于操控，適應性強等特點，因而尤其適用于夏熱冬冷地區(qū)且具備供暖供冷需求的應用場合。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種基于余熱深度回收的冷熱電三聯(lián)供復合供能系統(tǒng)，其特征在于，該冷熱電三聯(lián)供復合供能系統(tǒng)包括燃氣輪機、發(fā)電機組、溴化鉀吸收式熱泵機組、磁懸浮熱泵機組、高溫煙氣換熱器和煙氣冷凝換熱器，其中：

所述燃氣輪機利用來自城市天然氣官網(wǎng)的天然氣直接驅動發(fā)電機組，所獲得的電能除了一部分提供用戶作為基本用電負荷之外，其余部分用于所述磁懸浮熱泵機組來執(zhí)行制冷/制熱功能，由此為用戶提供冷水/熱水；此外，該燃氣輪機的煙氣出口用于輸出第一高溫煙氣，并被分為第一煙氣管路和第二煙氣管路繼續(xù)輸送，其中該第一煙氣管路可控地連接至所述溴化鉀吸收式熱泵機組，并用于提供第二高溫煙氣來驅動此溴化鉀吸收式熱泵機組，由此執(zhí)行制冷/制熱功能且為用戶提供冷水/熱水；該第二煙氣管路可控地連接至所述高溫煙氣換熱器，并用于提供第三高溫煙氣對流經該高溫煙氣換熱器的自來水執(zhí)行加熱；所述高溫煙氣換熱器的煙氣出口繼續(xù)與所述煙氣冷凝換熱器的煙氣入口保持相連，由此為該煙氣冷凝換熱器提供第一低溫煙氣；

所述溴化鉀吸收式熱泵機組的煙氣出口分為第三煙氣管路和第四煙氣管路，其中該第三煙氣管路可控地連接至所述煙氣冷凝換熱器的煙氣入口，由此為該煙氣冷凝換熱器提供第二低溫煙氣；該第四煙氣管路可控地連接至第一換熱器并為其提供第三低溫煙氣，由此通過該第一換熱器來提高所述磁懸浮熱泵機組的地源側進水溫度；此外，所述第一換熱器繼續(xù)串聯(lián)至第二換熱器和第三換熱器，并通過該第二換熱器和第三換熱器來共同提高所述磁懸浮熱泵機組的地源側出水溫度；

所述煙氣冷凝換熱器用于輸入自來水，并借助于來自所述第三煙氣管路和所述高溫煙氣換熱器的低溫煙氣共同執(zhí)行首次加熱，然后繼續(xù)將溫水輸送至所述高溫煙氣換熱器并借助于來自所述第二煙氣管路的高溫煙氣執(zhí)行二次加熱，最后將熱水提供給用戶。

作為進一步優(yōu)選地，所述溴化鉀吸收式熱泵機組的煙氣出口所輸出的低溫煙氣的溫度被設定為170攝氏度左右。

作為進一步優(yōu)選地，所述煙氣冷凝換熱器的余熱煙氣被排放至外界，并且其排煙溫度被設定為80攝氏度左右。

作為進一步優(yōu)選地，上述系統(tǒng)按照以電定熱的原理來運行。

總體而言，按照本發(fā)明的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，主要具備下列優(yōu)點：

1、本發(fā)明通過對整個供熱系統(tǒng)的體系構造重新進行設計，燃氣輪機的發(fā)電一部分可提供用戶基本用電負荷，另一部分用于驅動磁懸浮熱泵機組制熱制冷，這樣不僅減輕了電網(wǎng)負擔，而且還能夠在多個環(huán)節(jié)優(yōu)先利用余熱來供能，在不足時可由溴化鉀吸收式熱泵機組進行補充；相應地，可以顯著增加了整個系統(tǒng)的熱電比調節(jié)范圍，提高了系統(tǒng)的使用靈活性，有助于充分利用谷價電來制冷制熱，同時能夠實現(xiàn)對整體系統(tǒng)余熱的深度回收；